Les politiques et les techniques de traction au cœur de l’ensemble ferroviaire

1Au cours de sa longue histoire, le chemin de fer, en tant qu’« ensemble technique » au sens où l’entendait Bertrand Gille1, a été placé à un carrefour de techniques affluentes et de filières techniques d’une manière telle qu’il est au cœur de son système technique contemporain.

2La traction – même si elle n’est pas la seule (pensons aussi aux techniques de signalisation, par exemple) –, est bien un indicateur privilégié non seulement de l’insertion du chemin de fer dans un système technique, mais aussi de son passage progressif, très lent et à la mesure des durées historiques, d’un système à un autre. Nous avons trouvé, en 1938, la SNCF immergée dans un système technique du xix^e siècle sur le plan de sa traction : on est encore en pleine trilogie « métal + charbon + machine à vapeur », avec quelque 17 000 locomotives à vapeur et 500 000 cheminots dont une très grande partie sont dans les ateliers d’entretien.

3Le concept de « système technique » ne trouvant son sens que dans une perspective d’analyse des dynamiques, et évitant le piège d’une analyse privilégiant les systèmes techniques au détriment des réciprocités les unissant aux autres systèmes, nous avons montré comment la traction, au cœur de l’ensemble technique ferroviaire, évolue sous la poussée des systèmes économiques et des systèmes de transmission du savoir (les cultures et la compétence des ingénieurs), pour passer de la trilogie « métal + charbon + machine à vapeur », à un autre système technique, celui de l’énergie électrique, puis pétrolière, mais tout en conservant de très importantes composantes de son système de naissance avec une lourde et contraignante présence du métal (système roue + rail = poids par essieu, charge par essieu, etc.).

4Nous avons vu comment, avec l’essai de l’aérotrain utilisant le moteur à turbine puis le moteur électrique linéaire, circulant sur coussins d’air et piste en béton, il aurait été impossible, à la fin des années 1960, de procéder à une transformation technique intégrale du chemin de fer et de l’immerger totalement dans le système technique actuel, le rapprochant des techniques aéronautiques.

5« Échec d’une insertion d’une culture aéronautique dans une culture ferroviaire » comme nous l’avons écrit, ou à coup sûr impossibilité de refaire complètement un chemin de fer nouveau à côté de l’ancien, les raisons sont multiples pour expliquer cette quasi-impossibilité du passage complet, pour le chemin de fer, d’un système technique à un autre. Le poids de l’investissement en installations fixes est tel (contrairement à l’aviation) que le système roue + rail ne changera pas plus que le système roue cerclée + route pavée qui a duré deux millénaires dans les villes et sur certaines grandes routes.

6Mais la traction, elle, a changé profondément, intégrant assez rapidement, et parfois même avant l’industrie pour ce qui est de certains moteurs électriques, les nouveaux apports techniques et scientifiques. Mais, c’est vrai, le chemin de fer se contente d’intégrer des apports extérieurs plutôt que d’innover lui-même. C’est là même, à nos yeux, une des caractéristiques de la « science ferroviaire ».

7En matière de traction, puisque c’est elle qui nous intéresse ici, les progrès qu’André Chapelon fait réaliser aux locomotives à vapeur sont inspirés des apports de la marine, tout comme la traction diesel adopte le moteur diesel marin puis le moteur diesel routier, tandis que le TGV adopte une transmission articulée à cardans de type automobile, ainsi que le moteur suspendu avec la caisse selon un principe de type automobile. Rappelons aussi que la traction par turbine à gaz est directement empruntée à l’industrie aéronautique, et que la traction électrique à la SNCF ne s’est pleinement accomplie qu’en utilisant ce que Louis Armand appellait « le courant de tout le monde », le monophasé de fréquence industrielle.

8Emprunteur ou adaptateur de techniques en les immergeant au prix de savantes transformations dans son ensemble technique propre, prisonnier des emprunts précédents comme de ses options fondamentales (pensons aux contraintes du poids par essieu ou du gabarit), le chemin de fer est donc à la fois dans un système technique et en dehors, empiétant toujours sur les limites que les historiens des techniques attribuent aux systèmes, qu’il s’agisse des limites temporelles ou techniques.

La traction comme produit et comme acteur économique

9Né dans un contexte économique donné, le chemin de fer, et au premier plan la traction, est bien à la fois produit et acteur. Techniquement, il aurait pu naître bien avant le début du xix^e siècle : ses composantes étaient connues et maîtrisées depuis plusieurs siècles, qu’il s’agisse du charbon, du fer, de la force motrice de la vapeur, du principe roue + rail. Les mines connaissent le rail et la roue à gorge, pour la circulation des wagonnets, la roue à gorge étant naturellement issue des roues plates circulant sur rails et guidées par un ergot fixe (mines de Leberthal en Alsace décrites en 1550 par Sébastien Munster2) selon un processus d’évolution technique. La machine à vapeur, sans remonter à celle, inutilisable, d’Héron d’Alexandrie, est connue aux xvii^e et xviii^e siècles en Angleterre : plus de 500 machines sont utilisées dans l’industrie anglaise vers 1780, bien avant l’existence des chemins de fer3. Le fait de placer une machine à vapeur sur un véhicule guidé par des rails aurait donc pu être accompli plusieurs décennies avant que les pionniers de la locomotive ne le fassent au début du xix^e siècle. Du moins si le besoin de transport de masse, surtout pour les pondéreux dans les ports, avait dicté sa loi plus tôt.

10Et lorsque Marc Seguin installe en France ses premières lignes de chemin de fer autour de Saint-Étienne, il agit bien en économiste éclairé et en « aménageur du territoire », oserait-on dire, pour reprendre un terme actuel qui n’existait certes pas à l’époque, mais très peu en technicien ou en passionné des techniques qu’il était pourtant. Son fameux ouvrage paru en 18394 n’est pas particulièrement technique : il présente les calculs de prix de matériaux, d’établissement d’installations fixes et des rendements escomptés. Le chemin de fer c’est d’abord cela, et il revient à l’historien des techniques de le montrer.

11Mais le chemin de fer, une fois installé, dépend aussi étroitement, pour ne pas dire exclusivement, du contexte économique de l’époque, qui le fait vivre et évoluer, et qui l’amène même parfois à disparaître, comme l’a montré en premier François Caron5.

12Nous-mêmes avons été surpris de voir à quel point l’axe économique domine les trois axes posés au départ de nos travaux.

13Produit de l’économie qui lui fournit raison d’être et trafic, le chemin de fer, et plus particulièrement la SNCF à son époque, est un important acteur économique par l’importance des industries ferroviaires créées, le nombre des emplois créés dans le chemin de fer (même si le nombre de cheminots a fondu entre 1938 et aujourd’hui), l’importance des trafics (même si elle a régressé depuis 1938), celle des consommations énergétiques (même si elle entre pour une très faible part dans les coûts de traction proportionnellement) et, enfin, celle des grands enjeux politiques et sociaux à l’échelle de la nation entière.

14Le chemin de fer a dû surmonter le handicap d’être une industrie de main d’œuvre et celui d’être un transporteur lent à délais incertains pour les marchandises. Le déclin du charbon, des produits pondéreux, le déplacement des industries vers des sites économes en transport (déplacement des raffineries ou des aciéries vers les côtes, par exemple), l’apparition de grands conteneurs, l’essor technique du poids lourd routier, la généralisation de la voiture particulière, voilà autant de facteurs qui ont continuellement bouleversé les données de base pour le chemin de fer et ont accentué les effets du handicap technique du système « installé » et inamovible qu’est le chemin de fer. L’aviation ou la navigation, qui déplacent simplement des lignes sur des cartes, ou l’automobile, qui utilise à son gré un réseau aux ramifications infinies sont largement avantagées par rapport au chemin de fer.

15En réponse à ces sollicitations très fortes et même dangereuses pour sa survie, le chemin de fer français a pu, grâce à une politique de traction très innovante, non seulement préserver son existence, mais même progresser grâce à la conquête de nouveaux marchés, comme le transport des voyageurs à grande vitesse.

La traction comme lieu privilégié de l’innovation

16Domaine « noble » du chemin de fer, la traction est le lieu de l’intégration d’un maximum de techniques extra-ferroviaires et, en même temps, le lieu de leur redistribution vers d’autres domaines du chemin de fer.

17En face de la voie et du système roue + rail, ou d’un grand nombre d’installations fixes (ouvrages d’art, signalisation), la traction amène la machine à vapeur industrielle, puis le moteur électrique industriel, puis le moteur diesel marin ou automobile, qu’elle intègre tour à tour, sur plus de cent soixante-dix années d’histoire, au prix de transformations, d’adaptations. Elle annexe aussi d’autres techniques, comme l’électronique de puissance dont nous avons vu la très importante utilisation avec les électrifications en courant monophasé de fréquence industrielle, ou comme la turbine à gaz de type aviation dont nous avons retracé l’aventure technique fertile en rebondissements.

18Par l’accroissement des vitesses, continu depuis les origines, mais accéléré durant les dernières décennies, la traction influe sur la qualité et la nature des installations fixes (voie, signalisation), du matériel remorqué et du freinage.

Une innovation régulée

19La première caractéristique de l’innovation, que nous avons qualifiée de « régulée », est d’être à la fois induite et freinée. Elle est induite dans la mesure où les pouvoirs, les autorités de tutelle de la SNCF, mais aussi certains ingénieurs ou dirigeants de la SNCF, l’initialisent sous la forme de demandes formulées avec fermeté et comportant des échéances dans le temps et des obligations de résultats. Elle est freinée dans la mesure où ces mêmes institutions, cette même hiérarchie de la SNCF peuvent jouer un rôle modérateur, mais peuvent aller jusqu’au blocage devant ce qui peut apparaître comme une innovation peu rentable, peu viable ou peu désirable pour diverses raisons.

20La volonté de supprimer l’importation et la consommation du charbon, la politique du pétrole ou la politique des grands travaux d’équipement électrique du pays ont, par exemple, induit, entre les deux guerres, le perfectionnement de la traction vapeur (réduction des consommations, travaux de Chapelon), puis la suppression de la traction vapeur, le démarrage des grandes électrifications, puis de la traction diesel de ligne. Il s’agit bien d’innovations induites, et induites par des institutions, ou des pressions totalement extérieures au chemin de fer.

21De même, comme nous l’avons vu, l’aérotrain de l’ingénieur Bertin a bien entraîné, par pouvoirs publics interposés, une innovation très fortement induite – pour ne pas dire imposée – qui conduit la SNCF à la création du TGV par une véritable mise en demeure, avec obligation de résultats pour le service de la Recherche que la SNCF se doit de créer.

22Mais elle est freinée, souvent par la SNCF elle-même, mais aussi parfois par les contraintes budgétaires ou celles du service public que les autorités de tutelle imposent à la SNCF, ou encore, par le poids des habitudes professionnelles, des cultures d’entreprise ou des savoirs d’école (les ingénieurs).

23Chapelon imposant à grand-peine ses vues novatrices en traction vapeur, ou encore Armand, Garreau et Nouvion rusant pour faire admettre la traction électrique en monophasé de fréquence industrielle, Sénac se battant pour la turbine à gaz : les exemples ne manquent pas pour démontrer à quel point des ingénieurs à l’esprit novateur se sont heurtés à ces freins.

Une innovation inscrite dans la durée

24Une deuxième caractéristique de l’innovation à la SNCF est d’être inscrite dans la durée : nous avons vu à quel point le chemin de fer, comme ensemble technique ancien, impose des normes techniques permanentes et lourdes (écartement, poids par essieu, etc.) faisant que chaque innovation ne peut se faire que par « immersion » dans un système lourd qu’elle ne peut, en fait, transformer que très faiblement et très lentement.

25Nous avons vu qu’il a fallu environ soixante-dix années pour supprimer la traction vapeur en France et imposer la traction électrique, et que celle-ci n’a percé qu’au prix de la mise en place successive de deux systèmes qui doivent rester compatibles (la locomotive bicourant). Nous avons vu aussi que la recherche d’une locomotive universelle a duré plus de soixante-dix années avant de se concrétiser par la BB 26 000 de 1988, ou que le moteur sans collecteur, qui triomphe enfin avec cette même locomotive, avait pourtant déjà été essayé au début du siècle. Les techniques de son alimentation n’étaient pas encore au rendez-vous à l’époque.

26Cette lenteur de l’innovation et sa nécessaire immersion dans un ensemble technique ancien, ainsi que la nécessaire durabilité de ses acquis s’expliquent par le fait que le chemin de fer est un ensemble fortement capitalisé avec des investissements prudents à très long terme et des rendements lointains. Mais la lenteur de l’innovation s’explique aussi par le fait que le système roue + rail épargne le matériel roulant, et permet de le concevoir de manière durable (cas contraire à la route) et, enfin, par le fait que l’ingénieur, sur qui repose l’innovation, considère que sa fonction est d’abord d’assurer, dans le temps, la pérennité du chemin de fer avant de se « couvrir » vis-à-vis de la hiérarchie. L’innovation n’apparaît donc guère, dans un monde aussi axé sur la permanence et la hiérarchie, comme un élément moteur fondamental de la dynamique du système – sauf si, à son tour, elle s’inscrit dans cette culture de la durée et de la responsabilité hiérarchique.

27Lente et inscrite dans la durée, l’innovation n’en reste pas moins une constante présente en permanence dans la vie technique du chemin de fer, et tout particulièrement dans la traction.

Une innovation dans la permanence

28Une troisième caractéristique de l’innovation à la SNCF est celle de la permanence : pas de « révolutions » subites, mais des recherches continuelles, des essais, des cahiers des charges de plus en plus incitateurs à l’innovation pour les constructeurs privés, des études, des interrogations (la littérature technique ferroviaire, par son volume et son niveau, nous le rappelle constamment), une amélioration des vitesses moyennes des trains année par année, une augmentation des puissances massiques de locomotives ou des rapports poids/puissance de moteurs électriques ou diesel à faire palir d’envie l’automobile ou l’aviation.

29Si les typologies des politiques de traction ne changent pratiquement pas, on peut voir la grande traction voyageurs passer de 100 à 200 km/h et de 500 à 1 000 tonnes pour les grands trains de voyageurs classiques de la SNCF entre 1938 et Le Capitole de 1967, la traction légère de 140 à 300 km/h entre 1938 et l’époque du TGV. On peut aussi voir les autres types de politique de traction axés sur les faibles vitesses disparaître peu à peu, avec des évolutions et innovations techniques sur plus de cinquante années.

Une innovation à faible coût

30Enfin, une dernière caractéristique propre à l’innovation à la SNCF est celle du faible coût. En effet, l’ensemble des caractéristiques précédentes plaide, à l’évidence même, pour cette dernière. Une innovation régulée, à long terme, inscrite dans la durée, permanente mais sans révolutions rapides, est bien une innovation à faible coût.

31Menée sans recherche fondamentale lourde, sans grand centre d’essais, sans budget important, avec un personnel réduit, l’innovation de la SNCF en matière de traction reste assez pragmatique, procédant par emprunts à d’autres activités industrielles, par transferts de savoir, par observation de ce qui se fait sur les autres réseaux d’autres pays, par implication de la recherche faite par les constructeurs. Le fameux service de la Recherche créé en 1966 n’est pas un service de recherche opérationnelle. Il s’appuie avant tout sur le brainstorming de cerveaux remarquables, mais dont l’action concrète se traduira surtout par des actions de prescription, de conseil, de « chaînage » des différentes directions de la SNCF impliquées dans le projet du TGV. Rappelons que les services de la recherche des chemins de fer japonais ont utilisé plus de six cents ingénieurs lors de la conception du Shinkansen. Celui de la SNCF comptera soixante-quinze à cent vingt personnes entre 1966 et 1972, en utilisant un budget équivalent à 0,60 % des dépenses d’exploitation de la SNCF.

32Selon de nombreuses autres indications, la création du service de la Recherche de la SNCF s’inscrit dans une pratique déjà ancienne de l’économie, de restriction en matière de prototypes : l’automotrice Z 7001 Zébulon est un autorail récupéré et transformé pour les essais des bogies TGV et, rappelons-le, la rame prototype B du TGV, qui devait comporter beaucoup d’innovations ne sera jamais financée, ce qui mettra fin à toute recherche sur les trains pendulaires en France.

33Une véritable recherche existe pourtant bel et bien. Elle est menée sur le terrain avec de très longs essais, avec les constructeurs et les bureaux d’études de la direction du Matériel. Vingt années de perfectionnements constants des rames TGV PSE et TGV A en service le démontrent, tout comme les performances quotidiennes ou les records de vitesse à 515,3 km/h.

34Il s’agit cependant d’une recherche à faible coût, intégrée dans le service quotidien, permanente mais à long terme, qui ne peut donc être comparée à ce que l’on entendrait par « recherche » dans le milieu des transports (aviation) ou de l’industrie (chimie, armement).

La traction à la SNCF : une politique faite par ses ingénieurs

35L’ingénieur de la SNCF est véritablement au cœur de la politique de traction du réseau, et c’est là même une caractéristique de la SNCF par rapport à d’autres grands réseaux mondiaux qui, s’ils ont eu jadis des grands ingénieurs « maison » (pensons aux fameux Chief Mechanical Engineers anglais, par exemple), pratiquent, depuis la guerre et avec le passage à la traction diesel, une politique d’achat de locomotives sur catalogue. Aux USA ou au Royaume-Uni, depuis des décennies maintenant, le grand ingénieur traction est un salarié de la General Motors ou de General Electric, et dans les états-majors des réseaux, les ingénieurs seront des spécialistes de l’exploitation, de la signalisation, de la gestion, au mieux de la maintenance pour ce qui touche au plus près le matériel roulant.

36Héritière d’une grande tradition de la traction léguée par les anciens réseaux, la SNCF conserve son potentiel d’ingénieurs recrutés sur les bancs des grandes écoles par ses propres ingénieurs-professeurs qui y assurent des charges d’enseignement. Cette parfaite synergie du savoir scientifique et de l’autorité hiérarchique issue de la tradition des grands corps d’État français vaut à la SNCF de conserver le capital très précieux que sont ses grands ingénieurs, et à ces derniers de constituer un corps solide et soudé (en dépit des divergences d’école sur le plan technique parfois), qui assurera sa propre pérennité, veillera sur son recrutement, garantira des avancements en carrière et des accès aux postes-clé à ceux qui sont nés dans le sérail et ont l’occasion d’en saisir les valeurs et les pratiques.

37Une tradition de discrétion, d’anonymat, de retrait dans la structure hiérarchique rend certes difficile, au premier abord, la perception claire des rôles des ingénieurs peu connus du public dont les noms sont sans cesse revenus dans cet ouvrage. Quel homme de la rue pourrait citer un ingénieur SNCF, alors qu’il en connaît les produits, comme le TGV ?

38Et pourtant ces ingénieurs écrivent, signent des articles, signent des documents internes à la SNCF et ces signatures font état de décisions, de prises de responsabilité. Au cours des entretiens, ces ingénieurs ne dissimulent nullement leur rôle personnel ou celui de leurs collègues.

39Nous avons souvent entendu : « Le monophasé ? C’est Garreau » ou : « La biréduction ? C’est Nouvion » ou encore : « La turbine ? C’est Sénac ». Il s’agissait de la reconnaissance d’une exclusivité mais aussi, de la part d’ingénieurs voulant nous guider dans nos recherches, de l’indication d’une piste ou de la personne ayant le plus de documents, ou ayant la meilleure connaissance du dossier concerné... Mais il apparaît aussi que les ingénieurs ont aussi été les initiateurs, les « patrons » d’équipes ou, au moins, les coordinateurs, les responsables des grands projets associés à leurs noms.

40La politique de la traction à la SNCF est donc bien une véritable politique, au sens vrai du mot, avec ce que cela implique d’engagement personnel de la part de meneurs et de décideurs agissant au nom de choix et de convictions, et apportant, avec leur « signature », une culture personnelle, un savoir-faire sur lequel ils s’engagent. C’est bien une politique dans la mesure où d’autres personnes, et d’autres convictions, auraient donné d’autres choix. La traction à la SNCF n’est pas une simple résultante technique et économique provenant d’un cahier des charges : il s’agit d’une politique d’ingénieurs.

41La composante humaine que nous avons ajoutée aux axes technique et économique au début de nos recherches n’a cessé de prendre une importance croissante et de finir par s’imposer comme la composante majeure de ce qu’il faut appeler la politique de traction à la SNCF.

42Les précieux carnets de Garreau, de nombreux articles signés Coget, Cossié, Nouvion, Machefert-Tassin, Tourneur, etc., si souvent cités dans cet ouvrage, ont tous montré l’intensité des débats, voire des conflits. Les interrogations, les enjeux personnels, les écoles de pensées, les convictions personnelles (songeons à Parodi, Armand, qui marquent des ères de traction électrique), interviennent à chaque moment de l’histoire de la traction de la SNCF et dans chaque engin moteur. On peut y lire leur « signature », leurs conceptions.

L’historien face aux politiques et aux techniques de traction de la SNCF

43Le chemin de fer n’est qu’une partie du système technique avec lequel il est né et le matériel moteur, locomotives ou automotrices, autorails ou simples locotracteurs, n’est qu’une partie de cet immense ensemble technique qu’est le chemin de fer.

44En regard de la dimension de l’histoire du chemin de fer, la traction reste, en fin de compte, un champ d’activités très partiel pris en tant que tel. Mais elle implique, dans son action, un passé technique et économique très ancien, et elle ne prend son sens actuel que dans des justifications économiques et politiques qui vont chercher très loin, par des relations de causes et d’effets très lâches, leur raison d’être, jusque dans des domaines insoupçonnés du système économique et social.

45Nous avons pu montrer comment la traction évolue très lentement, à la fois tributaire de normes techniques anciennes, et tributaire de l’héritage de réseaux qui ont précédé la SNCF : notre première partie, couvrant la période 1938-1947, a montré l’importance de ce poids. Mais notre deuxième partie, couvrant la période 1948-1965, celle de la recherche de l’unification, a montré comment une évolution que l’on pourrait croire purement technique s’est bien faite en étroite dépendance avec l’économie, avec la volonté de certains ingénieurs de promouvoir un système d’électrification nouveau, avec la volonté des pouvoirs publics de maintenir une certaine conception du chemin de fer comme transporteur de masse. Avec la troisième période, 1966-1992, nous avons vu comment la traction peut évoluer sous le poids d’impacts totalement étrangers au chemin de fer : en particulier la volonté novatrice d’un ingénieur, celui de l’aérotrain, imposant, par pouvoirs publics interposés, une nouvelle forme de chemin de fer et, en fin de compte, une « conversion intellectuelle de la SNCF » faite, pour la première fois dans son histoire, à partir des techniques.

46Nous avons pu néanmoins mesurer à quel point le chemin de fer et sa traction sont partie prenante de l’histoire, parce qu’elles occupent déjà pleinement le champ de l’histoire des techniques, le débordant même largement. L’histoire technicienne de la traction, l’histoire économique et l’histoire des hommes qui l’ont conçue ont bien été nos trois axes fondamentaux de réflexion. Le plus difficile reste à faire : l’histoire du chemin de fer, tout simplement.